[發(fā)明專利]立巖鉆

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710000568.7
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106639867A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李景立;閆志輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安眾晟巖土工程有限公司
• 主分類號: E21B6/06
• 分類號: E21B6/06;E21B10/00;E21B10/60;E21B21/16
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種立巖鉆。

背景技術(shù)

鑿巖機(jī)械，是目前國內(nèi)廣泛用來工程鉆孔施工以及礦山采石場開采石料的專業(yè)工具。它在巖層上鉆鑿出炮眼，以便放入炸藥去炸開巖石，從而完成開采石料或其它石方工程。目前常用的鑿巖機(jī)械包括以下幾類：

（一）、鑿巖機(jī)：此種機(jī)械是采用釬尾打擊，鉆頭對巖石表面的打擊功須經(jīng)釬桿從釬尾傳遞至做功部位—釬頭或鉆頭，隨著鉆孔的加深，釬桿的增長打擊功會被釬桿的彈性形變所吸收，導(dǎo)致打擊功的大量損失，另外，它采用的排氣方式為孔外排氣，就是說做功之后的廢氣由孔外排出，排出的廢氣仍然具有較大的壓縮勢能，這就造成了機(jī)構(gòu)本身能量的浪費(fèi)，打擊所產(chǎn)生的石屑須經(jīng)釬桿中心孔的氣流吹出孔外，一般釬桿的中心孔徑為Ф8，這種孔徑在釬桿長度超過3米后，氣阻增大，導(dǎo)致通氣不暢，排渣效果很差，不能有效地出渣，因此鑿巖機(jī)的打孔極限深度為3-5米。

（二）、山地鉆：山地鉆具有較快的鑿巖速度及較好的鑿巖效果，可在野外做業(yè)施工時(shí)它有不可回避的缺陷，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.單機(jī)體積大，設(shè)備整體重量大（300-1000kg），故在山區(qū)、叢林、陡坡等復(fù)雜地形機(jī)動性非常差，工人在搬運(yùn)過程中耗時(shí)、耗力、危險(xiǎn)系數(shù)高，極易發(fā)生人身事故；2. 設(shè)備在工作工程中需要安裝支撐架（塔架）或車架進(jìn)行定位做業(yè)，施工較復(fù)雜耗時(shí)費(fèi)力，由于需要較大的工作臺面，在林區(qū)以及陡峭的山地基本無法施工，在更特殊的地形區(qū)域甚至無法到達(dá)做業(yè)點(diǎn)；3. 由于鉆頭旋轉(zhuǎn)需要提供額外的旋轉(zhuǎn)動力的裝置，一般是與氣動沖擊機(jī)構(gòu)相獨(dú)立的回轉(zhuǎn)馬達(dá)或液壓回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，故設(shè)備整體能源消耗量高，用工數(shù)量大（標(biāo)準(zhǔn)配置6人）；

目前市面上還沒有一款無需額外支撐、鉆機(jī)可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)、體量小且適用于復(fù)雜地形的全自動鑿巖機(jī)械。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種全自動的立巖鉆，解決現(xiàn)有技術(shù)中鑿巖機(jī)械無法自發(fā)旋轉(zhuǎn)、機(jī)動性差、消耗能源高、工作效率低、產(chǎn)生粉塵大、需要多人看管操作等問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種立巖鉆，包括一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)的外殼體，外殼體前端設(shè)置前接頭、后端設(shè)置后接頭，后接頭上設(shè)置進(jìn)氣口，前接頭上設(shè)置有鉆頭安裝孔，在后接頭和前接頭之間的外殼體內(nèi)依次設(shè)置氣路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、氣動活塞機(jī)構(gòu)和鉆頭，所述的氣路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括逆止閥、彈簧座、閥片和氣路分配器；所述的逆止閥設(shè)置在后接頭的進(jìn)氣口中；所述的彈簧座上設(shè)置有與后接頭進(jìn)氣孔連通的多個(gè)縱向的通孔，彈簧座的前端面中心位置設(shè)置有一個(gè)凹孔，凹孔內(nèi)設(shè)置彈簧，彈簧向前伸出彈簧座并鑲嵌在所述的逆止閥內(nèi)；所述彈簧座的前端面緊壓氣路分配器，在氣路分配器上設(shè)置有多個(gè)直通孔和半通孔，所述閥片設(shè)置在彈簧座和氣路分配器之間；

所述的氣動活塞機(jī)構(gòu)包括氣缸、棘輪棘爪機(jī)構(gòu)、活塞體、旋轉(zhuǎn)桿和連接桿；氣缸設(shè)置在外殼體內(nèi)，氣缸和外殼體之間留有氣隙；氣隙與氣路分配器的半通孔連通，氣隙與氣缸的前氣腔連通；氣缸的后氣腔與氣路分配器的半通孔連通；所述的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)包括棘輪和棘爪，棘輪固定設(shè)置在外殼體內(nèi)、氣路分配器和氣缸后端口之間；所述的旋轉(zhuǎn)桿設(shè)置在氣缸中心軸位置，旋轉(zhuǎn)桿的后端剛性連接棘爪，棘爪設(shè)置在所述的棘輪內(nèi)并與棘輪配合；旋轉(zhuǎn)桿的中段設(shè)置有螺紋，所述的活塞體內(nèi)嵌設(shè)螺套，活塞體通過螺套套設(shè)在旋轉(zhuǎn)桿上并與之螺紋配合；旋轉(zhuǎn)桿的前端連接所述的連接桿的后端，連接桿的前端與所述的鉆頭連接，鉆頭安裝在前接頭的鉆頭安裝孔內(nèi)。

活塞體向前運(yùn)動時(shí)，活塞體前端部對鉆頭做打擊運(yùn)動，活塞體向后運(yùn)動時(shí)，活塞體內(nèi)嵌設(shè)的螺套帶動旋轉(zhuǎn)桿和連接桿單向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)控制鉆頭單向定位和精確分度。

所述的活塞體為雙段結(jié)構(gòu)，包括前段和后段，前段直徑小于后段直徑；在前接頭和氣缸之間的外殼體內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)向套，活塞體前段可運(yùn)動至導(dǎo)向套內(nèi)，導(dǎo)向套上設(shè)置有泄氣孔，泄氣孔與所述的氣隙連通。

所述的鉆頭、連接桿、旋轉(zhuǎn)桿上均設(shè)置連通的縱向中心孔，縱向中心孔與氣路分配器的直通孔連通。

所述旋轉(zhuǎn)桿后段設(shè)置有限位塊，活塞體的行程范圍在限位塊和導(dǎo)向套之間。

所述的鉆頭前端鑲硬質(zhì)合金齒。

本發(fā)明的有益效果：

1.節(jié)省能源：本發(fā)明的氣動活塞機(jī)構(gòu)利用氣壓交替變化，既能驅(qū)動鉆頭沖擊做功，亦可利用活塞體的回程驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)，與山地鉆相比無需外加獨(dú)立的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，因此節(jié)省了約三分之二的能源；